Waktu panen ceremai yang tepat ditandai dengan perubahan warna kulit buah dari hijau tua menjadi hijau kekuningan atau keperak-perakan yang agak transparan. Ukuran buah ideal yang siap dipetik berdiameter sekitar 1,5 hingga 2,5 cm dengan tekstur daging yang masih renyah namun tidak terlalu keras. Jika dipetik terlalu muda saat warna masih hijau pekat, rasa asamnya akan disertai rasa sepet yang kuat dan kadar airnya belum optimal.
Teknik panen ceremai harus dilakukan secara hati-hati karena kulit buahnya sangat tipis dan mudah memar. Gunakan gunting stek tajam untuk memotong tangkai dompolan buah, atau petik secara manual satu per satu menggunakan tangan dengan memutar tangkainya pelan. Hindari menggoyang batang pohon secara kasar agar buah tidak jatuh berhamburan ke tanah yang dapat menyebabkan kerusakan fisik dan mempercepat pembusukan.
Setelah kegiatan panen ceremai selesai, lakukan penyortiran untuk memisahkan buah yang mulus dari yang cacat atau terinfeksi hama. Ceremai segar memiliki daya simpan yang relatif singkat, yaitu sekitar 3 hingga 5 hari pada suhu ruang 25 hingga 28 derajat Celsius. Untuk memperpanjang masa simpan hingga 2 minggu, simpan buah dalam wadah tertutup di dalam lemari pendingin pada suhu 10 hingga 15 derajat Celsius atau langsung olah menjadi manisan dan asinan.